論文の概要: Comprehensive Description of Uncertainty in Measurement for Representation and Propagation with Scalable Precision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.20365v1
- Date: Fri, 20 Mar 2026 17:43:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-24 19:11:38.867062
- Title: Comprehensive Description of Uncertainty in Measurement for Representation and Propagation with Scalable Precision
- Title(参考訳): 拡張精度による表現・伝播計測における不確かさの包括的記述
- Authors: Ali Darijani, Jürgen Beyerer, Zahra Sadat Hajseyed Nasrollah, Luisa Hoffmann, Michael Heizmann,
- Abstract要約: 本稿では,測定システムにおける量的属性を表現・伝播するための包括的かつ計算的に抽出可能なフレームワークを提案する。
我々はガウス混合モデル(GMM)の使用を提唱する。
本稿では, 製造・測定分野, 特に円形工場における実用的応用について述べる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.28976191799399
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Probability theory has become the predominant framework for quantifying uncertainty across scientific and engineering disciplines, with a particular focus on measurement and control systems. However, the widespread reliance on simple Gaussian assumptions--particularly in control theory, manufacturing, and measurement systems--can result in incomplete representations and multistage lossy approximations of complex phenomena, including inaccurate propagation of uncertainty through multi stage processes. This work proposes a comprehensive yet computationally tractable framework for representing and propagating quantitative attributes arising in measurement systems using Probability Density Functions (PDFs). Recognizing the constraints imposed by finite memory in software systems, we advocate for the use of Gaussian Mixture Models (GMMs), a principled extension of the familiar Gaussian framework, as they are universal approximators of PDFs whose complexity can be tuned to trade off approximation accuracy against memory and computation. From both mathematical and computational perspectives, GMMs enable high performance and, in many cases, closed form solutions of essential operations in control and measurement. The paper presents practical applications within manufacturing and measurement contexts especially circular factory, demonstrating how the GMMs framework supports accurate representation and propagation of measurement uncertainty and offers improved accuracy--compared to the traditional Gaussian framework--while keeping the computations tractable.
- Abstract(参考訳): 確率論は、科学と工学の分野における不確実性を定量化する主要な枠組みとなり、特に測定と制御システムに焦点を当てている。
しかし、単純なガウスの仮定(特に制御理論、製造、測定システム)への広く依存は、多段階プロセスによる不正確な不確かさの伝播を含む複雑な現象の不完全表現と多段階の損失近似をもたらす。
本研究では,確率密度関数(PDF)を用いた測定システムにおける量的属性の表現と伝播を行う,包括的かつ計算的に抽出可能なフレームワークを提案する。
ソフトウェアシステムにおいて有限メモリが課す制約を認識し,メモリと計算との近似精度のトレードオフを調整可能なPDFの汎用近似器であるGaussian Mixture Models(GMM)の使用を提唱する。
数学と計算の両方の観点から、GMMは高い性能を実現し、多くの場合、制御と測定に不可欠な操作の閉形式解である。
本稿では, GMM フレームワークが計測の不確かさの正確な表現と伝播をどのように支援し, 従来のガウスフレームワークと比較して精度を向上するかを実証する。
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